细胞生物学实验技术精选(九篇)

第1篇：细胞生物学实验技术范文

[关键词] 科学方法教育；细胞生物学；实验改革

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2016） 12-0095-02

深化教育改革、提高教学质量是当前我国高等教育改革的一项重大任务。要完成好这项重大任务，加强科学方法教育是一项关键性的内容[1，2]。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》的总体目标指出，到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践融为一体的高校教育体系，人才培养质量显著提升。这一目标的实现有赖于高等学校的教育理念由知识本位向能力本位的转变[3]。事实证明，科学方法作为思维方式和行为方式，蕴涵着极大的智力价值，当青年大学生一旦掌握科学方法就能大大提高智力和能力水平[4]。

细胞生物学作为一门理论性与实践性较强的学科，其方法与技术广泛用于解决人类面临的诸如环境污染、能源危机、疾病危害等一系列重大问题[5]。细胞生物学实践教学既是细胞生物学理论与实践相结合的教学过程，又是课堂理论技术的继续补充和深化。现有的细胞生物学实验教学模式普遍是由教师讲解实验目的、原理、过程，学生只是按部就班地进行操作，从而得出可预知的结论。长此以往，其弊端逐渐显现出来：（1）泯灭了学生对实验的兴趣，禁锢了学生的创新思维；（2） 习得的知识和技术高度碎片化，缺乏整合性；（3）所学知识在实际工作、生活中高度“休眠”，缺乏实用性，甚者产生“学无所用”的困惑。为了切实提高教学实效，笔者从教学内容、教学方式和效果评价等多方面以科学方法教育为导向，对细胞生物学实验教学进行改革探索。

一 以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学的探索与实践

1 更新实验项目，统筹课程安排

以学校修订教学计划和实验教学大纲为契机，重新修订教学计划，根据教学计划完善实验教学大纲。在开课时间上，系统教授完相应理论课程后，利用相对集中的时间进行实践教学，使理论课和实验课有效地衔接，使学生能够系统掌握细胞生物学的基本实验技能。在教学内容上，剔除简单的验证性实验，增设综合性、系统性强的实验项目；将学术研究比较成熟的研究成果改造成符合实验教学要求和特点的综合性实验。如活血化瘀药通过诱导LDL受体表达降血脂的研究，经过适当调整，改造成膜受体表达检测的综合性实验。

2 自编实验教材，重新设置内容

根据精选的教学内容，编写《细胞生物学实验手册》指导用书。在教学过程中，以自编教材为主，并参考其他辅助教材。授课教师讲解基本的实验技术、操作方法和应用范畴。实验一：细胞冻存复苏；实验二：细胞传代；实验三：细胞活性测定及结构观察；实验四：细胞成分分离纯化；实验五：外源基因转染；实验六：单克隆细胞株建立；实验七：药物筛选；实验八：细胞融合技术。学生可根据自己的实验方案参考使用。

3 构建多层次细胞生物学实验教学体系

根据实验项目的优化重组和交叉融合结果，构建细胞生物学实验教学三大模块：

（1）基础实验模块。基础模块包括细胞生物学实验常用的实验技术，如常用细胞结构观察技术、细胞内生命活动检测技术、细胞内组分分离技术等。通过理论讲解和动手实践，夯实学生基础实验技能，并且熟悉技术的应用范畴。

（2）细胞操作模块。细胞操作模块包括细胞的原代培养技术、传代培养技术、冻存和复苏技术、细胞活性及增殖能力评估技术、基因转染技术等。在这个过程中强化了细胞培养、细胞计数、细胞成活率的检测、MTT法检测培养细胞的活性等相关技能。本模块是细胞生物学实验的重点技能。通过本模块，学生充分掌握细胞操作的基本技能。由于细胞操作技术要求高，培养周期长，干扰因素繁多等特点，细胞培养室在课余时间通过预约开放的形式向全体学生免费开放，以巩固学生细胞操作技能。

（3）探索性实验模块。本模块包括两个部分。一是标书撰写技能，学生通过文献查阅，针对自己感兴趣的领域提出科学假说，撰写项目研究申请书（以浙江中医药大学学生科研基金项目申请书为模板）；二是实验设计能力，给定选题，根据已学理论知识、实验技能并查阅相关文献，结合现有教学条件，设计实验方案并分组讨论其可行性。学生以项目为核心，以团队为单位学习知识、参与实践、完成项目。通过本模块的训练，学生的科学研究思维得到了很好的锻炼。

4 全面开放实验室，以科研带动教学

实验教学内容的优化，有限的教学课时已不能满足实验的课程设计。实验室开放是实验教学方式、手段的革新，树立教学与科研相结合的思想，“以科研促教学，以教学带科研”，在教学中研究，在研究中教学。实验室的开放包含两个方面：实验设备资源的开放和实验教学内容的开放。实验设备资源的开放，学生可以根据合理的实验方案申请适合的实验场地和仪器设备，完成技能训练或实验设计；教学内容的开放，也就是教与学的开放，主要表现在学生对实验内容、实验方法等的选择，实验运行的环节，完成实验的形式的开放，尊重学生的主体地位，充分发挥学生的积极主动性。

5 建立相对合理的模块考核机制

实践教学的效果不以原有单一的考试或实验报告成绩来考核。我们的教学目标直接指向学生多方面的发展变化，因此评价的指标也应该以学生多方面的发展变化为依据。以现代的教学质量观来指导学生学习效果的评价，必须以是否有利于学生的进步与发展作为考核指标，注重学生实际操作技能和分析解决问题的能力。考核成绩由三部分组成：基础实验模块（20%）、细胞操作模块（30%）、探索性实验模块（50%，其中标书撰写占20%，实验设计及操作占30%）。

二 存在问题与对策

1 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的实验教材

以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学要求把教学重点由教师单方面传授知识转向学生主动学习，问题在于如何发现问题、提出问题、建立假设、验证假设等知识学生是不可能生而知之的。查阅现有的细胞生物学实验教材，不难发现现有教材几乎没有关于这些方法论的介绍。教材编写方式都是独立且结论式的，由科学原理、材料、步骤甚至实验结果构成教材内容。基于这样的问题，我们专门编写了符合科学方法教育的细胞生物学实验教材，一方面对学生进行具体科学方法论的指导，另一方面详细阐述各项实验技术的性质、操作程序、适用范围，将方法融于结论性知识的陈述中。

2 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的教学方法

细胞生物学实验所蕴涵的科学方法非常丰富，主要包括根据实验目的而进行的实验原理构思的方法、实验步骤的设计与实验操作的方法、实验结果的显示方法以及实验数据的处理和整理归纳实验结论的方法等。细胞生物学基础实验、细胞操作和探索性设计，这三层次内容是相互连接、不断递进的，渗透科学方法教育的侧重点应有所不同。基础实验侧重仪器使用及数据处理方法，细胞操作实验重视操作方法、实验结果的显示方法和结果的分析归纳方法，而探索性设计重视实验的设计思想及各项实验技术的综合运用。我们在进行科学方法教育时，遵循由易到难，从单一到综合的规律，以细胞生物学基本实验技能为基础，以开放性实验为依托，结合所学知识，探索感兴趣的科学问题，从而提升理论水平和实践能力；采用层层深入的教学方式，充分体现“教为不教”的教学理念，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会，促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略，培养创新精神和实践能力。

总之，科学方法教育是提升细胞生物学实验教学质量的重要环节，更是培养学生实践能力和创新精神的重要途径[6]。细胞生物学实验科学方法教育是以培养学生具有永不满足、追求卓越的态度，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力为基本目标；以学生从理论学习和实践活动中获得的各种课题或项目设计为基本的学习载体；以在提出问题和解决问题的全过程中学到的细胞生物学知识、实验技术、科学研究方法及获得的丰富体验为基本内容；以在教师指导下，以学生自主采用研究性学习方式开展研究为基本的教学形式。通过科学方法教育，在现有的教学条件下和有限的课时内，学生在细胞生物学理论与实验技能方面有了全面的提升，提高了教学质量，激发学生的创新思维，促进学生学习的自觉性和主动性，从而教会学生自我学习以及分析解决问题的能力。

参考文献

[1]阳国亮. 高校应加强科学方法教育[N]. 中国教育报， 2009-05-25.

[2]王尚芝， 韩静， 孟双明， 关翠林， 王海清， 郭永. 大学化学教学中应重视科学方法教育[J]. 科技信息（学术研究）， 2007（33）： 95.

[3]丁建洋. 从知识本位走向能力本位：大学本质的回归[J].中国高教研究， 2011（08）：72-76.

[4]郝京华. 论科学教育中的科学方法教育问题[J]. 教育研究与实验， 2000（06）：16-20.

第2篇：细胞生物学实验技术范文

1单细胞分离

单细胞分离的方法很多，包括显微操作技术（micromanipulation）、激光捕获显微切割技术（lasercapturemicrodissection,LCM）、微流控技术（microfluidicplatforms）等。目前在法医DNA检验中实际应用的技术平台有两种，显微操作技术和激光捕获显微切割技术。

1.1细胞染色由于在实际案件中获得的细胞，细胞形态并不是实验室理想的形态，为了更好的识别细胞，在普通显微镜下观察时需要对细胞进行染色。对于上皮细胞，我们研究组尝试了不同的染色方法，通过联用显微操作技术对龙胆紫浓度梯度及时间梯度染色进行研究发现，0.5μL龙胆紫染液（0.05g/mL）加入100μL细胞悬液，5min后胞核着色即已明显，能有效提高显微捕获单细胞分离检验技术的检测效能，另外，染色时间不影响DNA结果分析[7]。对于细胞染色，DiMartino等通过对比核固红与巴氏染色法，证实巴氏染色法不仅能清晰的观察细胞，而且不影响下游PCR扩增[8]。Sanders等通过大量的实验发现，苏木素/伊红染色法（H&E）染色后的细胞STR分型峰高下降幅度较小，不影响分型结果[9]。也可以用荧光原位杂交技术对细胞的性染色体进行标记。

1.2显微操作技术显微操作技术是在显微镜下通过微毛细管吸取单个细胞。典型的显微控制系统包含一个倒置显微镜加上一个操纵杆操作，电动精密控制平台。其优点是操作容易进行，通过显微镜直观地分离单个细胞，成本低，主要用于较小细胞群体中的目标细胞分离。该平台适合对案件中上皮细胞进行分离，3个口腔上皮细胞平行16次试验均可获得完整分型，甚至低至一个细胞也可得到完整分型，该方法已成功应用于一起案的检验。在该案件中，提取受害人皮肤上的唾液斑，通过在镜下分离有核的口腔上皮细胞（来自于犯罪嫌疑人）和无核角化的上皮细胞或细胞碎片（来自于受害者皮肤），成功获得嫌疑人的STR分型。在案件中常碰到的血烟头检材，由于血液量大，常规方法很难获得烟头上唾液来源个体的STR分型，即使用单细胞分离检验时，也常常获得混合STR分型。本课题组在显微操作标准流程的基础上进行改进，将吸取的细胞先在TNE缓冲液中清洗几次，以彻底去除血液细胞碎片和游离DNA，最终获得完整唾液来源个体的DNA分型。也有报道将显微操作分离的方法用于分离，但细胞体积非常小，直径只有约6μm，毛细管吸取操作相对困难，下面介绍的激光捕获显微切割技术平台更加适合细胞的分离操作。显微操作法存在以下几个方面的不足。第一，由于依赖手工操作，对实验员的经验与操作能力要求较高，自动化程度较低，而且玻璃吸针脆性大，操作时易碎。第二，耗时较长，操作繁琐。第三，对于涂片后的检材，必须在液体环境下进行操作，容易受蒸发的影响，检材蒸干后，再补水时容易造成检材的损失，甚至带来污染。第四，对于案件中陈旧样本，根据形态识别细胞容易出错。

1.3激光捕获显微切割技术激光捕获显微切割技术是利用UV（320~400nm）激光切割并捕获涂于覆膜玻片上的细胞。仪器设备较昂贵，自动化程度较显微操作技术平台高，是目前法医学应用最有效的单细胞分离方法，可用于上皮细胞、细胞、白细胞等不同类型的细胞分离。目前，该平台应用较多的是案中差异裂解法无法消除女性成分干扰的精斑检材，通过在显微镜下寻找并捕获细胞以消除女性成分。由于细胞是单倍体，理论计算证明捕获15~20个未降解的细胞，有很高的可能性获得完整的STR分型，实验证明至少捕获30个细胞可获得完整的STR分型。也有学者应用悬液荧光原位杂交（suspensionfluorescenceinsituhybridization，S-FISH）对案样本进行标记，通过这种方法可以明显减少前处理操作步骤。对于多个贡献者的混合精斑，差异裂解法不能将每个贡献者完全分离。近年来，我们研究组在这方面有深入的研究。通过联合使用激光捕获显微切割方法和低体积扩增技术，可以实现以单个细胞DNA为模板，进行Y-STR扩增检测，并成功获得三人混合精斑中各个来源人的Y-STR分型。研究组进一步使用荧光原位杂交技术标记Y型，特异性挑选Y型，通过优化组合Y-STR基因座与10个常染色体STR基因座（auto-STR），构建全新的YA-STR复合系统。其中，Y-STR基因座用于区分不同个体，通过组合Y-STR相同的图谱，实现个体的常染色体STR分型检验。首次尝试将该技术应用于三人混合精斑的检验，准确地获得了三个个体的STR分型。近年来，我们研究组还利用该平台建立了男女混合血液样本的分离检验技术方法。该平台在寻找细胞这一步骤时耗时耗力。有研究组开发了自动化的图像识别软件，通过分析图像中的光强、颜色和形状，可实现快速识别细胞，但是对不同种类细胞准确快速的识别仍需要进一步的研究。

1.4微流控技术最近兴起的微流控技术平台因其高通量、自动化、可有效防止污染而备受关注。微流控装置封闭的操作空间可以有效地避免污染，微升至纳升的操作体积可以保证较高的样品浓度，同时减少试剂消耗，虽然目前还没有在法医学单细胞分离中实际应用，但未来有很大的发展潜力。

2单细胞裂解

分离得到单细胞后，需将细胞裂解获得基因组DNA。传统的法医DNA检测需要对基因组DNA进行纯化，而对于单细胞检验，为了避免DNA的损失，常略去纯化步骤，裂解后直接进行PCR扩增。因此，裂解步骤要保证不影响后续PCR扩增反应的顺利进行。目前主要使用蛋白酶裂解，常用蛋白酶K或Protease（德国QIAGEN公司），酶解后高温使胞内蛋白质及蛋白酶K变性失活，利于基因组DNA的释放和下游PCR反应。对于细胞可加入DTT，打断二硫键，使细胞充分裂解。

3PCR扩增

一个细胞中的总DNA量仅有数匹克，常规的PCR管扩增需要的细胞数目较多，我们的研究结果显示至少20个口腔上皮细胞或60个细胞检测到Identifiler®PCR试剂盒（美国ABI公司）中全部分型。最近几年发展起来的微量化反应，即芯片-低体积PCR扩增（on-chiplowvolume-polymerasechainreaction，LV-PCR）系统[23,24]，在低至1.5μL的PCR体系中，DNA模板与引物和聚合酶结合的机会明显提高，使微量细胞甚至单个细胞进行DNA分型变为现实，不仅检测的灵敏度得到提高，而且检验范围也大大拓宽了。LV-PCR使用贝克曼公司的AG480FAmpliGridslide进行扩增，前期大量的研究都是使用该产品进行，而且实验证明该产品灵敏度、准确性可满足法医单细胞检验的要求。另外一种最新的方法也值得关注，是在微液滴里进行PCR扩增。首先将单个细胞和荧光标记引物结合的微珠随机扩散在1.5nL的油包裹的琼脂微流液滴中，在大量微液滴内进行平行的PCR扩增反应后，于PCR扩增管内进行二次扩增，常规毛细管电泳检测，通过对大量单个细胞进行平行9重STR检测，获得混合样本各成分的STR分型。

4数据分析

单细胞检验由于DNA模板量非常低，其缺带、多带等现象经常发生，stutter峰较常规扩增强，单细胞检验的数据分析和低拷贝DNA的分析方法类似，需平行扩增，综合多次结果获得最终的STR分型。一般来说至少需获得5次有效分型（获得13个基因座以上的结果）[28]，重复3次及以上的位点才能确认为有效位点。

5单细胞测序

在二代测序技术和全基因组扩增技术（wholegenomeamplification,WGA）发展的基础上，2011年，Navin等人首次发明了单细胞测序（single-cellsequencing,SCS）技术，测定了人体单个细胞的基因组DNA。单细胞测序的文章呈逐年递增状态，从2011～2014年，由5篇文章上升至近30篇，涉及生物学多个领域，发表于生物学顶级期刊上。2013年《，科学》杂志将单细胞测序列为年度领域榜首《，自然方法》杂志将单细胞测序列为2013年年度最重要的方法学进展。

5.1全基因组扩增技术由于单个细胞DNA含量有限，需进行全基因组扩增才能满足二代测序的最低DNA量。目前，已有多种以单个基因组为模板的全基因扩增技术，简称寡核苷酸引物PCR技术（degenerateoligonucleotideprimedPCR,DOP-PCR）和多重置换扩增技术（multipledisplacementamplification,MDA）。其中DOP-PCR方法覆盖率低，但可获得准确的拷贝数。MDA方法是在恒温下利用具有强模板结合的phi29DNA聚合酶和六聚物进行链置换扩增反应。Phi29DNA聚合酶具有3’5’外切酶活性，并且具有特殊的多重置换和连续合成特性，产生的DN段较大，约为50~100kb，可以覆盖基因组的90%以上，和DOP-PCR方法一样也会产生不同区域扩增不平衡性，MDA方法产生的不平衡性不具有重复性。2012年，首次报道了基于多次退火环状循环的扩增技术（multipleannealingandlooping-basedamplificationcycles,MALBAC），该方法结合MDA扩增技术和PCR扩增技术的优势，利用特殊设计的引物，巧妙地使扩增子的结尾通过互补而成环，进而在一定程度上防止了基因组DNA的指数性扩增，明显降低了扩增偏倚性，并显著提高覆盖度，但是该方法使用Bst聚合酶，没有校错活性（proofreadingactivity）。现有的商业化试剂盒各项参数见表1。全基因组扩增技术虽然仍然会有基因缺失等问题，但是相信随着时间的推移和技术的进步，扩增的准确性会逐步提高。

5.2二代测序技术对单细胞全基因组扩增后进行二代测序。二代测序技术具有快速、高效、低成本的优点。近两年来的研究表明，二代测序结果的准确性很高，与传统的Sanger测序相当。二代测序技术在法医学中应用研究很多，目前已经有两种商业化的试剂盒，美国ThermoFisherScientific公司开发的基于SNP的theHID-IonAmpliSeqTMIdentityPanel和theHID-IonAmpliSeqTMAncestryPanel，主要通过SNP检测进行个体识别和祖先推断；美国Illumina公司开发的ForenSeqTMDNASignaturePrepKit，在一个PCR反应中可以同时扩增27个常染色体STR，8个X-STR，25个Y-STR，95个个体识别SNPs，56个祖先信息标记(ancestryinformativemarkers,AIMs)和24个显性特征SNPs，更适合法医学应用。这两个公司使用的测序技术的优缺点见表2。

6单细胞检验展望

第3篇：细胞生物学实验技术范文

关键词：细胞工程；教学实践；教学经验

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0230-03

21世纪是生命科学的世纪。生物产业的开发需要生物技术的发展，细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程共同被称为四大生物工程，而细胞工程则是四大工程的基础，学好这门课程，将为学生今后从事生命科学领域的研究及与其相关的生物技术领域产业化工作打下良好的基础。为了更好地让学生学好这门课程，在学习过程中学以致用，培养学生综合分析问题和解决实践问题的能力，增强教学效果，我们在长期的教学过程中，就如何提高细胞工程教学效果和质量进行了探讨。

一、明确课程的任务和要求

细胞工程赋予我们的主要任务和要求就是通过本课程的教学，使学生了解细胞工程各个领域主要技术的原理和方法，以技术创新和技术应用为主线，联系生命科学理论和生物技术产业，围绕细胞水平的加工及产业化应用，为今后从事生物技术的研究开发、教育、管理打下坚实的理论基础。

二、加强师资队伍建设，提高教学水平

1.组建合理的教学团队。细胞工程是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科，根据研究生物类型不同可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。因此，要求教师必须具有一定的专业背景，而许多教师的知识结构都偏重于某一个专业方向，这样必须改变传统的教学模式一门课只由一个教师承担，为了建设一支一流的师资队伍，解决教学内容学科跨度大的问题，我们实施阶梯式教学，一门课由3～4名教师承担，分教授、副教授、讲师甚至助教等不同层次，不同部分由具有一定专业基础的不同教师讲授，督促每一位任课教师不断更新知识，力争紧跟各教学内容最前沿的学科知识。

2.提高教师业务水平。细胞工程是一门紧密联系实践的科学，要求教师具有较高的教学水平和较强的科研能力，要能够理论联系实际，在教学的同时有突出的科研成果，能对学生具有很大的渲染力，激发学生对该学科的兴趣。在几年来的教学过程中，我们始终把教学和科研并抓。为提高教学水平，课程组规定，在上课之前所有教师必须经过预试讲，合格之后方可进入教室上课，定期组织有丰富教学经验的老教师进行听课，并作出有针对性的评价，在每学期期中和学期末进行学生测评，督促教师认真备课，并且上好每一节课。对于大学教师而言，学术研究是生命线。为搞好科研，我们建立了细胞工程研究室，专为教师提供科学研究之用，同时鼓励和支持课题组成员申报和参与各类课题研究，活跃科研气氛，搭建必要的科研平台，使得课程组每一位成员进入实验室都有事可做，同时每位老师可以带动一部分学生参与到自己的科研中，有力地促进了教学水平的提高。

三、加强教材建设，及时更新教学内容

1.根据教学重点，选择合适的教材。教材是学生学习、预习和复习一门课程知识的工具，是保证良好教学质量的前提条件和基础。目前，细胞工程可供选择的教材很多，涉及内容及重点也各不相同，针对所教学生的专业选择合适的教材。如普通院校生物技术专业的学生可以选择动物细胞工程和植物细胞工程融合的教材，而学植物细胞工程的学生可以选择侧重点为植物细胞工程的教材。另外，由于细胞工程学科自身特点，课程内容更新快，其内容涵盖当今科学研究最为活跃的多个领域，因此应该选择内容新颖、最新出版的教材。

2.不断更新教学内容。教学内容安排决定了学生的基本知识结构和基本能力的形成，教学内容是否新颖，对提高教学质量具有决定性的影响。因此任课老师必须注重及时更新自己的知识结构和体系，跳出教材的限制，跟随科技发展的前沿，了解科学发展最新动态，如细胞融合技术、单克隆抗体技术、克隆技术、染色体工程、干细胞和组织工程等都是当前细胞工程领域研究的重点和热点，有巨大的应用潜力和发展潜力，发展迅速，研究成果日新月异。

四、采用多样化教学，激发学生的学习兴趣

1.结合现代教育模式，灵活运用教学方法。细胞工程课程信息含量大，但教学课时有限，如果完全采用传统的板书教学很难达到教学目的，在现代教育模式下，多媒体教学因其具有图文并茂、动静结合、表现力强的优点而广受欢迎。但是，多媒体教学方式不能完全替代传统教学法。如有些教师在使用多媒体教学的过程中，基本是照着课件念，这样则失去多媒体教学的意义。多媒体教学放映速度过快，学生来不及做详细的笔记，跟不上教师的思路，反而达不到真正的教学效果，因此，二者应适当结合，在运用多媒体的同时，辅以板书形式，充分发挥传统教学模式中的积极因素，优化课程教学模式。另外，为了让学生积极主动地参与到相关问题的思考和探究中，可广泛开展专题报告和专题讨论，通过设问、提问和学生上台讲解等手段，一方面，激发学生的积极性，另一方面，使得师生间有了良好的互动交流，这样更有益于教学质量的真正改善。

2.激发学习兴趣，发挥学生主动性。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”。可见激发学生的学习兴趣在教育教学过程中的重要性。

五、理论联系实际，重视实验教学

细胞工程实验教学既是理论联系实际的重要环节，又是培养学生创新意识、创新能力的重要途径。细胞工程特有的一些实验技术和研究方法，要求学生要具备吃苦耐劳的精神。在实验内容的选择上，力求强调实验体系的完整性、系统性和连贯性，使学生在实验的过程中学会发现问题、分析问题与解决问题的方法和技巧。细胞工程实验可以分为三大部分：第一部分是基础性实验（包括基本实验技能，如常规的消毒、配液、接种等方法）；第二部分是设计性实验（包括一些关键的实验方法和技术，如动植物细胞培养、原生质体制备、细胞融合等）；第三部分是系统设计性实验（主要是针对一些学有余力的学生开展的具有一定科研水平的探究性实验，如转基因植株的制备与鉴定、不同药物对肿瘤细胞生长的影响等）。实验过程环环相扣，过程要求连贯，因此，应该将实验以大实验的形式进行，留出一周或两周时间专门进行实验，让学生从开始准备到实验结束，整个过程亲自参与，培养学生自己动手操作实验的能力。

六、建立科学合理的考核制度

科学合理的考核办法对提高学生的学习积极性和教学效果都具有重要的作用。在考核学生对一门课程掌握程度时，采用多种考核方式相结合，综合考核学生学习成绩，如从平时成绩、实验成绩和期末考试成绩三个方面综合考察。平时成绩（包括定期测试、课后作业和平时表现等）占20％，实验成绩（包括实验报告、实验态度和实验技能考试等）占30％，期末考试成绩占50％，三者之和作为学生的最终成绩。这种考核方式更能够全面衡量学生对该课程的掌握程度。

在21世纪科学技术飞速发展的形势下，人类对生物的研究会更加深入和广泛，当然细胞工程作为一门新型的学科也会伴随着时代的步伐开展更加广泛和深入的研究，研究方法也会日趋完善和成熟。做好高等院校生物技术专业的细胞工程课程建设，是时展的要求，也是每一位任课教师的责任；采用先进的教学设备、新颖的教学内容、多形式的教学方式，培养适合现代生命科学研究领域高速发展的高水平、高素质综合型科技创新人才，是当前高等教育的重要任务。笔者根据多年来在细胞工程教学过程中得到的一些体会和积累的经验，将这些宝贵的经验与读者共勉，期望能给从事细胞工程教学的同仁们有所启发。

参考文献：

[1]安利国.细胞工程[M].北京：科学出版社，2009.

[2]陈祥，潘志明，耿士忠，等．新时期细胞工程教学改革与实践[J].现代农业科技，2008．

[3]李焘，屈新运．细胞工程教学的实践与探索[J].生物学，2008，25（4）：68-70．

第4篇：细胞生物学实验技术范文

关键词：生物学实验；方法改进；中西医结合

医学生物学是中医院校的基础课程，是一门实践性很强的学科。实验教学是医学生物学教学过程中重要的组成部分，实验教学效果的好坏直接影响课堂教学的效果和学生对医学生物学的兴趣。高年制的医学生是各医学院校重点培养的高层次医学人才，因此，对他们的要求远远高于五年制学生，除了要求他们掌握全面扎实的专业知识外，还要求他们具有较高的科研素质、创新能力和实践能力，进而全面提高高年制学生的综合素质，培养学生分析问题、解决问题的能力。基于此，实验教学改革成为我们教学的重点。笔者综合分析目前我室的生物学实验教学过程，除了基本的医学生物学实验外，还开设了现代生物学实验技术课，这门实验课主要包括细胞培养、细胞传代和染色体显带等实验；在进行观察体外培养细胞的基本形态这个实验时，对该实验进行几个方面的改革，主要包括对实验教学方法、实验内容设计和实验具体操作进行改进，经调查，改革后实验教学效果较好。

一、实验教学方法改革

观察体外培养细胞的基本形态这个生物学实验的目的有两个：一是掌握倒置显微镜的使用方法；二是让学生了解细胞的基本形态结构和体外培养细胞的生长状况。这样，有助于学生理解细胞是生命有机体的基本结构单位。针对这个实验目的，我们采用多媒体教学和国内外文献教学相结合，从体外培养细胞的形态特征类型开始讲解，结合不同细胞的图片，逐步讲解。同时，结合实物演示（培养瓶中装有不同时间的培养细胞）给学生讲解体外培养细胞的生长状况和细胞培养中的污染情况，使学生对这个实验先有感官认识，然后让学生自己设计实验。

二、实验内容设计

在实验内容设计过程中，我们首先对实验室的实验条件和经费进行考虑，然后结合高年制学生的实际条件进行实验设计。我校高年制的学生在进行现代生物学实验技术学习时，已经完成了基本的医学生物学实验，如显微镜的观察、蟾蜍的解剖等基本实验，所以，在进行现代生物学实验技术时已经具备了一定的知识水平。高年制的学生分两组进行这个实验，每组为21人，结合我室的实验条件，倒置显微镜只有一台，要完成这个实验而且效果要好必须进行以下的实验设计：（1）细胞的准备：培养瓶细胞的准备和24孔板细胞的准备。（2）盖玻片的无菌准备。（3）细胞固定试剂的选择。（4）显微互动实验室进行固定细胞的观察；倒置显微镜进行培养瓶细胞的观察。（5）进行实验结果的分析、讨论。

三、具体操作步骤的改进

实验内容设计好以后，进行具体的操作步骤：（1）将21个学生分为7组，每3人1组。（2）以往实验是利用培养瓶培养细胞，但是只有一台倒置显微镜，所以改为24孔板内放置盖玻片培养细胞。（3）每组进行培养细胞前准备。首先各组进行盖玻片的无菌处理，然后将无菌的盖玻片放入24孔板内。（4）各组进行24孔板内细胞接种培养，即爬片。（5）将有细胞的盖玻片取出，各组进行固定。（6）第一组、第二组采用丙酮固定；第三组、第四组采用95%乙醇固定；第五组、第六组采用甲醛固定；第七组采用甲醇冰醋酸固定。（7）在显微互动实验室进行细胞形态的观察。（8）交叉进行倒置显微镜下观察培养瓶内的细胞。实验完成后进行实验报告的书写，内容包括实验原理、实验目的、实验设计及实验结果的讨论等。学生将固定的细胞和未固定细胞的形态观察进行讨论分析，讨论的过程较热烈，有的学生提出的问题特别有意义，这样既可以让每个学生参与实验，同时，又增强了同学提出问题、解决问题的能力。

针对观察体外培养细胞的基本形态这个实验，我们进行了以上这几个方面的改进，使学生在教学过程中的各个环节都主动参与并不断地提出新的问题。在这个过程中，学生得到锻炼的同时，教师也在教学中得到了学习，扩展了知识面。实验教学是树立学生实践观念，培养分析、解决实际问题能力， 启迪学生创新思维，提高学生综合素质的重要环节。所以，在实验教学过程中，我们要不断地进行探索和改革，这样更有利于培养学生的新能力和科研素质。

参考文献：

[1]李健，苗绪红，李光.七年制医学生细胞生物学实验双语教学的实践与思考[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2007，9（4）：465-466.

[2]倪秀珍，莫金钢.普通生物学实验课程教学改革尝试[J].长春师范学院学报（自然科学版），2008，27（3）：136-137.

第5篇：细胞生物学实验技术范文

关键词： 细胞生物学 实验教学 改革

细胞是生命活动的基本单位。细胞生物学是生命科学中至关重要的基础学科，是生命科学与生物技术专业一门重要的专业基础课。细胞生物学实验是该课程对应的实践课，其目的不仅是训练学生的技能，培养学生的动手能力，更重要的是通过实验培养学生对细胞生物学理论知识的联想和理解，增强学生对细胞结构、功能及生命现象进行探讨的兴趣和思维的自觉性，从而提高学生的综合素质。近年来，细胞生物学和遗传学、分子生物学等的联系日趋密切，理论发展非常迅速，然而细胞生物学实验的教学普遍滞后于理论课，存在着诸多缺陷与不足，严重影响了该学科教学质量的提高［1］。如何根据高等院校培养目标，对实验课教学内容和方法进行改革和充实，全面提高学生的实际操作动手能力，充分调动学生学习的主动性，显得尤为重要。为此，笔者进行了一系列相关的有益的尝试与探索，并取得了很好的教学效果。

1.更新和完善细胞生物学实验内容体系

高等教育改革的深入，对理论教学和实践教学提出了更高的要求，重基础、重实践、重效率已成为人们的共识，细胞生物学实验也逐渐从以直观验证为主的粗放要求，朝着以技术和技能为主，着力培养学生综合运用能力和创新能力的方向发展。我们遵循该教学原则，对细胞生物学实验课教学内容进行了调整，比如：普通显微镜的使用、红细胞凝集反应、细胞膜渗透性等这些细胞学科发展最初被验证的实验我们进行了缩减，因为这些实验侧重验证书本知识，忽略了对学生综合素质和创新能力的培养。增加能培养学生独立设计能力的一些综合性、设计性实验，将国内外细胞生物学科学研究新出现的已经成熟的科学实验充实到实验教学中来。这些新实验不仅能锻炼学生的设计能力，同时更验证了一些基本的理论，比如细胞凋亡的诱导和观察。细胞凋亡机制研究作为细胞生物学领域的重要进展已经获得了诺贝尔生理医学奖，经过改进后完全可以被用于实验教学，仅仅通过对细胞凋亡的诱导和凋亡现象的观察这一个综合性实验，就可以使学生有机而系统地掌握细胞培养、玻片制作、显微镜的使用、电泳等技术。不仅可增强学生的学习兴趣，而且可以通过对细胞凋亡试验的有机编排增强学生对科学实验系统性、严谨性的认识，让学生进一步了解科研设计的思路和方法，有利于培养学生的创新意识和提高学生的综合能力。

2.改变教学模式，实行开放式实验教学

传统的实验课教学以教师为主体，从实验内容的选择、材料的准备到试剂的配制，完全由教师包办，学生无须思考，只要按照教师的讲解一步一步地去做，最后按要求写出实验报告。这种“照方抓药”的教学方式容易造成学生的依赖性，使学生缺乏独立自主的创新意识。为改革传统的实验教学模式，笔者从2004年开始，在细胞生物学实验教学中逐步采用开放式教学。①开放实验室，打破以往的实验室封闭，向学生开放实验室，学生可以向教师预约实验时间。②开放实验内容，还学生主动权，学优生可以根据所学知识，自主设计实验，在教师指导下修订实验方法，完成实验。③举行开放式实验研讨会，由学生当主角，将自选研究课题写成小论文，用PowerPoint形式演讲。④实验报告以论文形式完成，它涵盖材料与试剂、方法、结果、讨论四个部分。这些探索旨在进一步培养学生的实验兴趣和实验操作技能，培养学生的创新意识，提高分析问题和解决问题的能力。

3.重视考核，完善考评体系，促进全面发展

考核是教学效果的检查，也是督促学生学习和复习的手段。根据课程特点，细胞生物学的实验考核应以考查学生运用理论知识、运用实验技术的能力为主要内容。一般可以安排或利用一个综合性实验。首先，由教师提出实验目的；然后，要求学生利用所学的理论知识和实验技术，进行综合运用，并结合相关的基础理论知识，进行综合分析，得出结论；最后，教师根据学生的操作和分析评分。在考核过程中，对于实验技术，应以学生的直接操作作为考核方式，而对于实验理论知识的考核，可以通过闭卷考试的方式完成，也可以通过要求学生对实验结果的分析来考核。此外，在学生实验课程成绩的评定上，除了严格执行上述的考核外，也应有一定的灵活性，实行一定的加分措施。对于能够自主设计、完成实验，积极申报、完成开放性实验的学生给予一定的加分，以激发学生对科学的求知欲和对本课程的兴趣，培养学生运用理论知识分析问题和解决问题的能力。

细胞生物学的实践课程，其教学不应仅仅作为增强学生感性认识的手段，而应让实验课成为培养学生创新意识与科学思维的窗口与平台［2］［3］。教师应通过调整实验内容、开放实验教学、完善考评体系等措施，发挥实验课的实践性优势，最大限度地增强学生的自主性与参与性，为创新性高素质人才的培养作出应有的贡献。

参考文献：

［1］胡敬松，黄晨，郑黎明等.细胞生物学实验课教学的现状与改革设想［J］.西北医学教育，2004，12，（6）：527-528.

［2］张俭，刘胜贵.细胞生物学实验课程的改革探索［J］.黔东南民族师范高等专科学校学报，2005，23，（3）：71-72.

第6篇：细胞生物学实验技术范文

生物医学电子显微学是电镜技术与生物医学相结合的边缘学科，是应用电镜观察研究细胞亚显微结构及其变化，揭示细胞结构与功能的科学技术，对建立现代医学完整形态学知识结构体系及分子生物学的研究至关重要。为生物医学专业研究生开设《生物医学电子显微学》课程，旨在使学员系统地学习超微结构知识，掌握超微结构的研究方法和实用意义，扩大科研思路，为课题设计和研究打下良好的基础。我室在多年教学实践中，经过积极探索，对教学内容、教学方法进行了系统的改革，几年的教学实践证明，这一改革取得了明显的效果。

1 构建面向适应能力培养的教学内容

《生物医学电子显微学》的教学对象主要是硕士研究生，其目的是使学员掌握与研究相关的超微结构研究的实验技能，为超微结构研究奠定实验技术基础，拓展课题研究思路。为了使课程具有足够的宽广度和纵深度，并具有前沿性和前瞻性，提高超微结构的研究水平，突出电子显微学在基础医学及临床研究中的应用［1］ 。首先，将细胞超微结构纳入电镜技术的教学，系统地充实有关新的电镜技术和细胞超微结构的理论知识，把超微结构理论知识与电镜技术整合为生物医学电子显微学，作为一门学科进行建设。通过两部分内容的有机结合，让学员在学习电镜技术时了解细胞超微结构，在学习细胞超微结构的过程中掌握电镜技术。另外注重融合、吸纳本学科前沿的研究成果和实验实例，更新教学内容，将细胞生物学、分子生物学中的新进展、新技术融入教学，增设了培养细胞电子显微学研究技术、特殊组织细胞（如海马）的取材技术、电镜原位杂交技术、硝酸镧示踪技术、钙离子示踪技术等，使课程内容紧密结合基础研究和临床应用，为研究生更好的利用电镜技术为基础医学和临床研究打下基础。为了使研究生更好地进行超微结构研究，我们建立了开放型技术平台［2］ ，为研究生课题研究提供选题设计、实验技术方法、镜下图像观察、结果分析与论文撰写等技术指导，既保证了研究生课题的顺利进行，也促进了本学科实验技术的发展，充实了教学内容。同时多层次与我校形态学专家建立良好的协作关系，聘请他们协助指导研究生超微结构研究工作。

2 实施有利于实验技能培养的教学法

改革教学方法，突出对研究生创新能力、实践能力的培养，增进研究生的科学素质;改进训练方法，解决课程中的重点与难点教学，加强实际工作能力的训练;应用多种辅助教学手段，建立互动教学园地，提高了教学质量。

2.1 理论教学

在细胞超微结构的教学中采用大量典型的各系统超微结构照片、模式图和事例充实理论教学内容，使学员了解细胞亚显微结构的异常改变与功能变化、发病机理及疾病的关系，从而认识到电子显微学在疾病病因、病情、分型及鉴别诊断中的重要性。在有关电镜的结构与原理的教学中应用多媒体、视频、动画和实物等多种辅助教学方式，将抽象的理论形象化。在讲解样品制备技术时，强调取材的重要性，通过介绍失败事例使学员认识到样品制备在超微结构研究中的重要性。

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2.2 实验教学

在实验教学中重点训练学员基本技能，培养动手能力，使其掌握正确规范的实验技能。通过实验教学加强学员对课程的重点、难点的理解和掌握:①突出重点，培养学员的动手能力;②突破难点，使学员掌握电镜操作技能;③强调镜下观察分析的重要性，提高学员的研究能力;④考试、考核并举，重在能力培养。

3 新教学法的实施效果

通过教学体系的改革与调整，拓展了教育规模，提高了学员对生物医学电子显微学的认识及科研技能掌握和应用的能力，增加了选课率，增加了研究生在课题研究中的电镜使用率。两年来完成了593人次.2374例的样品测试任务。通过对教学内容、教学方法的改革，以及新技术、新方法在教学中的应用和充实，促进了教员查阅文献的主动性，追踪技术进展的积极性，使教员队伍综合素质整体跃升。通过建立开放型技术平台，促进了电镜实验技术的发展，两年来协助完成科研任务474项，在临床医生和研究生的配合下开展了电镜诊断研究，涉及到肿瘤疑难病例的诊断、肾穿刺活检的电镜诊断、神经.肌肉活检电镜诊断等，开展了对细胞组织起源的鉴定，细胞损伤的早期观察，纳米材料的测定等，既提高了自身的业务水平，又解决了临床疑难，推动了临床科研，提高了电镜的有效使用率，使教学改革成果显著。

［参考文献］

第7篇：细胞生物学实验技术范文

流式细胞仪的介绍

流式细胞仪是一种比较先进的新型高科技仪器设备，整合了单克隆抗体技术、细胞荧光化学技术、计算机技术、光电测量技术、电子物理技术和激光技术等诸多先进技术，能够在快速直线流动的细胞或生物颗粒中，实现快速定量分析多种参数及分选目标细胞亚群的功能。目前，随着技术水平的不断发展，流式细胞仪得到了进一步的完善，在细胞分析及分选中能够发挥出更大的作用。流式细胞仪在生物化学、细胞遗传学、细胞生物学、肿瘤学、血液学和免疫学等诸多基础医学或临床医学领域中都有所应用，为临床疾病的研究提供了巨大的帮助。流式细胞仪的构成主要包括了四个部分，分别是计算机及分析系统、光电管及检测系统、激光源及光学系统、流动式及液流系统。

流式细胞仪的操作使用方法

使用流式细胞仪前，操作人员需要进行调试和校准，确保仪器最佳的运行状态。调试内容主要包括了测量区光路、液流速度、激光强度等。操作使用中，操作人员先将电源打开，并预热系统，然后将气体阀打开，调节压力参数，得到适合的液流速度，并将光源冷却系统开启；将去离子水加入样品管中，冲洗液流喷嘴系统；使用校准标准物品调整仪器，调定放大器电路增益、光电倍增管电压、激光功率，确保散射荧光强度达到最高，变异系数达到最小；选定测量参数、测量细胞数、流速后，以相同工作条件，分别测量目标样品及对照样品；选择计算机屏上数据显示方式，直接观察和了解测量进程；测量完成后使用去离子水冲洗液流系统；实验数据存入计算机系统后，关闭气体阀及测量装置，让计算机处理数据，得出最终结果。

流式细胞仪在医学检验中的应用

在医学检验中，流式细胞仪的具体应用非常广泛，本文只选取几个比较有代表性的应用予以介绍。

（一）在肿瘤学中的应用

流式细胞仪在肿瘤细胞学诊断中，能够达到较高的准确率。相关人员可以使用该仪器开展细胞周期分析、DNA倍体分析、检测细胞增殖标志物定量分析、细胞表面物质分析、癌基因蛋白产物分析、耐药蛋白分析、细胞凋亡分析等。通过检测可以得到更加充足的信息，在肿瘤的临床诊断、治疗、预防中，提供依据和指导，辅助选择化疗药物及放疗时间强度，同时还可早期诊断癌症，鉴别肿瘤良恶性等。利用流式细胞仪检测肿瘤细胞多药耐药相关蛋白表达水平，医生能够辅助选择肿瘤化疗药物，并监测判断肿瘤化疗效果。

（二）在免疫学中的应用

流式细胞仪可用于测定淋巴细胞亚群，如NK淋巴细胞群、B淋巴细胞群、T淋巴细胞群等。自身免疫性疾病患者，淋巴细胞水平可能会升高，如自身免疫性溶血、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。免疫缺陷性疾病的患者，自身免疫功能下降，因而淋巴细胞水平较低，如再生性贫血障碍、活动性肝硬化、肿瘤、病毒感染、艾滋病等。在具体的临床应用中，通过测定CD4+淋巴细胞、CD8+淋巴细胞的水平占比，能够监测免疫反应患者、自身免疫性疾病患者、免疫缺陷疾病患者的免疫状态。

（三）在血液病中的应用

第8篇：细胞生物学实验技术范文

关键词：植物；干细胞；培养；生长特性

中图分类号：R282.2／R282.71　文献标识码：A　文章编号：1672-979X(2012)01-0052-04

植物来源的天然产物作为先导化合物和药物的主要来源，曾在制药业的发展中发挥过非常重要的作用。近年其地位日渐衰落，主要是因天然植物生长缓慢、活性成分含量低，致使此类化合物的来源难以保障，难以适应现代制药业工业化大生产的需求。

鉴于天然化合物具有重要的药用潜力和经济价值，随着现代科学的发展，各领域的学者为解决其来源给出了自己的答案，较有成效的研究主要集中在以下几方面：(1)在微生物中表达天然产物的合成途径，采用转基因工程菌发酵方式生产某些活性成分，如紫杉醇等；(2)以容易获得的化工原料或天然前体为基础，半合成某些结构复杂的化合物，例如：青蒿素等；(3)植物组织培养，定向生产目标成分，如紫草素等。然而，由于很多天然产物化学结构非常复杂和独特，涉及的生物合成途径也非常多，例如紫杉醇(20步反应)、喜树碱(11步反应)、长春新碱(18步反应)等化合物的生物合成均涉及一系列繁杂的酶促反应，要化学合成需要多达数十步反应。这样的天然产物在很长一段时间内是难以依靠化学合成或者合成途径表达的方法实现原料供应的。而植物培养技术，以生源植物细胞或组织固有的生物合成途径为基础，利用内源的相关酶系统，结合诱导子和生物反应器技术，定向生产目标成分，经过多年研究，已经有成功工业化的案例(表1)。如日本Mitsui Petrochemical Industries采用人工培养紫草细胞方法获得紫草素，实现了该成分的工业化生产。所得的紫草素不仅用以生产抗炎药，制成唇膏，在本国高科技绿色产品的概念推动下，当年销售量达到200万支，获得了良好的市场效益。美国Phyton Biotech公司利用红豆杉细胞培养技术，结合大量的诱导子实验，创立了紫杉醇高产的方法，其专利中披露的最高产量达902 mg／L。该公司目前已经获得FDA批准，以此专利技术为施贵宝公司供应紫杉醇。

1.植物培养技术面临的挑战

尽管已有许多成功的案例，植物培养技术在适应工业化生产过程中，仍要面临着很多问题需要解决。(1)很多活性成分在生源植物中的分布，呈现组织特异性。某些特定的组织培养物(如：茎、根、芽、毛状根等)，可以表现出与生源植物类似的代谢产物谱，但脱分化细胞中的二次代谢产物丰度非常低，甚至根本没有。例如：喜树碱在脱分化细胞中含量非常低，或者根本检测不到，但在喜树的根培养物中，其含量则与原植物不相上下。与此类似的是，在黄花蒿的脱分化细胞中，也没能检测到其抗疟成分――青蒿素。虽然，培养特定组织容易获得较高产率，但是，该类培养物在常用的生物反应器中难以生长，甚至不能存活，需要开发定制特殊的反应器，难以适应现阶段工业化生产的需要。脱分化细胞在该方面具有明显的优势，能够很好的适应商业化生产的需要。因此，如何提高脱分化细胞中目标成分的含量及产量，已成为目前植物组织培养研究的热点。现阶段采用的方法有：细胞系优选、培养条件优化、诱导子的使用、前体饲喂、阶段培养、灌注培养、细胞固定化等。根据具体情况选择不同的方法，可以获得较理想的结果。(2)植物细胞长期培养时，由于细胞不均一、基因突变、环境因素影响等原因，其生理、生化以及遗传性状逐渐发生变化，成为其商业化的另一大障碍。含量低和易变性作为植物细胞培养商业化的两大阻碍。迄今的研究多集中在前者上，经过多年努力，已建立了一系列卓有成效的实验技术和解决方案。相对而言，控制可变性的研究尚处于较浅水平，鲜有确实可行的方法。近年，在长期培养的细胞系中，随着培养时间延长，代谢产物含量普遍降低，使研究者日益关注植物细胞培养中可变性的机制以及控制方法。由于植物的种间差异和多样性，使此问题异常复杂，传统的研究方法和角度难以对此问题做出全面解答。由韩国和英国学者开发的植物干细胞培养技术，利用干细胞生长和遗传特性方面的优势，为解决上述问题提供了一个全新的方案。

2.植物干细胞培养基本方法

2010年11月，韩国Unhwa公司和英国爱丁堡大学的研究者将以红豆杉干细胞培养为主体的研究成果，以“Cultured cambial meristematic cells as a source of plantnatural products”为题在Nature的子刊Nature Biotechnology上发表。该刊同期还发表了对此成果进行报道评论的综述“Plant natural products from cultured multipotentcells”。以红豆杉体系为代表的植物干细胞培养技术，吸引了全世界的关注。

植物干细胞培养技术，是在传统组培技术的基础上，改进了现有方法，以植物干细胞为目标，诱导、分离和培养外植体，建立相应的干细胞培养体系。植物干细胞培养技术，不仅丰富了植物培养技术，而且为天然产物的商业化生产，乃至植物生物技术的发展，提供了新的研究方向和契机。

根据目标干细胞的不同，目前较为成功的植物干细胞培养方法主要有以下几种。

木本植物维管形成层分生(以红豆杉为例)：采取野生红豆杉的新生枝条，表面灭菌后切开；将含有形成层、韧皮部、皮质和表皮的组织轻轻地从木质部剥离；将获得的组织在分离培养基上培养30d后，新生的形成层细胞和其他脱分化细胞(愈伤组织)因组织现状的差异自然分离――形成层细胞为均一生长的平板状组织，愈伤组织则为不规则的聚集生长物；将获得形成层细胞转移到生长培养基上培养。目前报道该方法成功的案例仅限于红豆杉属。

草本植物储藏根的维管形成层(以人参为例)：取户外培育、平滑无伤口的人参，表面灭菌；将主根削成薄片，再切成长5～7 mm，宽5～7 mm，高2～5 mm，使每片都含有形成层；将制备好的外植体用蔗糖高渗透液处理，使分化的组织――皮层、韧皮部、木质部、髓部等失去活力，仅形成层能保留生命力；将渗透液处理过的的外植体转移到诱导培养基，培养3-7 d后，外植体的形成层变成淡黄色；再过7～14 d后，淡黄色部分有一圈细胞生长出；将外植体继代到生长培养基，培养10-20 d后，即可分离得形成层细胞，所得细胞继续在同样的培养基上培养。目前，仅有人参属确实报道成功建立了该类干细胞培养体系。

静止中心(以水稻为例)：将稻谷剥皮，表面灭菌，干燥至水分完全去除；将干种子种入培养基，25℃下培养5 d，使其发芽；种子发芽5-6 d后，收集含有静止中心的根组织，去掉根端的根冠，从切口开始截取1 mm长作为外植体；将外植体放入诱导培养基，30 d后观察到细胞被

诱导出：所得静止中心干细胞为白色，均一，且周围环绕着黏性物质(黏原蛋白)，而一般根组织得到的细胞不均一，黄色，无黏性物质，这些差异使干细胞可以和其它细胞自然分离；将分离得到的静止中心干细胞转移到生长培养基。目前，利用该方法可以获得水稻、玉米等植物的干细胞培养体系。

3.植物干细胞培养体系的特性研究

不同来源的植物干细胞培养体系，有着不同的生长特性(表2)，这些特性决定了其各自的用途。这些方法由韩国Unhwa公司开发，现已申请了一系列相关专利。

所有的研究中，考察红豆杉干细胞培养体系的生长特性最为深入和全面。在完成了培养体系的初步建立工作后，研究者首先考察了获得细胞的形态、遗传学特征和基因组学方面的考察，以验证培养的细胞确为维管形成层细胞。另一方面，对培养体系的生长特性进行了研究，主要考察了细胞生长速度、长期培养稳定性(时长22个月)以及对生物反应器的适应性，并与脱分化得到的愈伤组织进行对比。红豆杉干细胞培养体系不仅生长速度快，性状稳定，而且由于细胞具有游离生长、液泡分散的特性，培养体系对各种类型(气升式、搅拌桨式)、各种规格(3L、10L、20L、3吨)的生物反应器均具有良好的适应性，具备了商业化生产的基本条件。为开发培养体系的实用价值，研究者诱导了所得培养体系活性成分，使其中紫杉醇含量提高了数十倍，并进一步进行灌注培养，促使更多的紫杉醇分泌到培养基中[含量268 mg／kg(细胞鲜重)，分泌率74％]。此外，研究者还系列测试了红豆杉干细胞提取物的抗癌活性，在抑制HHC-95肺癌细胞、PC-3前列腺癌等瘤株的实验中，提取物均显示了可与紫杉醇媲美的抗癌效果(该实验所用的培养体系未经诱导，经检测基本不含紫杉醇)。以上工作，从各方面为该技术的商业化提供了有力的技术支持。

对于水稻等干细胞的研究，主要目的是建立植物细胞银行。建立细胞银行可使植物细胞采用类似动物细胞冻存一复苏的培养方法，彻底解决植物细胞培养过程中的变异问题。该策略虽简单可行，但是一般的植物细胞却难以在冻存后顺利复苏，其存活率非常低，且回复生长能力的延迟期漫长。因此，该方面的研究一直停滞不前。如表2所示，以上各种干细胞的一个共同特征就是可在冻存条件下保持良好的生命力，这使植物细胞银行的建立具备了良好的前提。此外，植物干细胞培养体系建立方法的多样性使该技术具有普遍推广的潜力，因而可以预见，植物细胞银行中能够容纳的植物种类将非常丰富。作者相信，随着植物细胞银行的建立，不仅可以为植物细胞培养的稳定性提供一个切实有效的解决方法，而且将在植物种质资源的保存方面发挥关键作用。

目前，人参干细胞的研究成果，主要用于保健品和化妆品的开发，除了相关专利和文章外，已有相关产品面世。相信在植物干细胞这个高科技和全天然概念推动下，该类产品将会很快地在高端市场占有一席之地。

4.植物干细胞培养体系的应用展望

第9篇：细胞生物学实验技术范文

细胞生物学是现代生命科学领域的四大基础学科之一，又是以实验为基础的前沿学科。①它的发展离不开实验手段的进步。实验教学在细胞生物学教学中占有很大的比例，通过实验教学能够培养学生的基本实验操作能力和科学思维能力，验证并巩固所学的理论知识，是激发学生获取新知识的重要手段。在细胞生物学领域，新知识和新技术层出不穷，而国内众多高校的细胞生物学实验课的教学却仍然采用陈旧的实验大纲，其实验手段与实验设施滞后，实验教学方法也是显得陈旧。②同时，由于地方的农业院校普遍存在着信息滞后、师资力量弱、技术及设备陈旧等特点，③所以要求其根据自身特点，改革教学内容，优化教学手段，以提高学生的创新意识和实践能力，为培养高素质生命科学类人才打下基础。现结合多年实验教学经验，对教学改革的总结如下。

1　调整实验内容，优化实验项目

1.1　调整实验大纲，增加实验学时

调整课程内容是最近几年来，尤其是大类招生后教学改革的重要内容之一。我校在2008年实施大类招生后，细胞生物学理论课与实验课分开，实验课单独开设。课时数由16学时增加至24学时，体现了实验课的重要性。

1.2　改革实验内容，增加综合性实验

细胞生物学实验传统上依赖于理论教学，侧重于验证书本上的知识，内容陈旧、实验重复率高、创新性差。④改革的主要内容就是删减重复内容，开设设计性实验。首先，将重复性的实验删减，比如显微镜的使用和细胞结构的观察，在生命科学大类招生的第一年，基础课里已经讲到，到大三开设细胞生物学课本文由收集整理程时应该去掉；细胞计数在动物学试验中已经开设，在细胞生物学实验中也去掉，换成孚尔根染色显示dna等。其次，通过开设综合性、创新性实验来取代实验内容重复陈旧、新技术与方法训练少的实验。如，细胞膜通透性，本来是验证性的实验，我们改变了传统的实验方式，把几种试剂的标签换成序号，通过学生的实验结果是否溶血以及溶血的时间判断相对应的试剂。这样就激发了学生的学习兴趣，使得他们印象深刻。再如，增加了设计性和综合性实验，如细胞凋亡检测，细胞融合检测等，通过优化实验项目，使学生在有限的课堂时间内掌握了更多的实验方法，了解了更多的实验技术。

2　改革教学方法，丰富教学手段

2.1　采用开放式教学，以学生为主体

在学生实验过程中，利用中间步骤的等待时间，激励学生分析实验过程，甚至改进实验过程。帮助学生寻找问题或由老师提出问题，再由学生分析和讨论，在实验结果分析时间进行小结。比如，胞间连丝的徒手切片试验中，提出问题，玉米籽粒糊粉层细胞再切片时的注意事项，可以自己改进切片方法。辣椒表皮的胞间连丝观察中，细胞壁在什么位置？细胞间隙在什么位置？培养了学生独立思考问题的能力。

在综合性实验细胞凋亡检测实验中，让学生查阅相关文献，组成5人左右的小组，设计实验并完成，结果以实验报告或者ppt形式上交。实验若要顺利完成，必须有对应的开放式实验教学，包括实验室的开放、教师的开放等。通过开放式实验教学使学生能合理安排实验时间，更充分利用实验室资源，充分发挥自己的主动权，更好地完成设计性实验。

2.2　采用多媒体技术辅助实验教学

多媒体辅助教学手段是帮助学生了解一些前沿实验手段的重要保证。一些具有代表性的科学实验技术，因其操作的严格性、技术性，更重要的是需要大量资金投入，使之在普通实验室，尤其是地方院校无法开展。⑤通过网络或其他手段获取这些先进实验技术的电子资料，在实验课的等待步骤的空余时间播放给大家看，使学生了解了最新的技术，激发了学生的兴趣，扩展了学生的知识面。

2.3　实验教学与科研相结合

细胞生物学是一门前沿学科，所以在通过经典实验锻炼学生基本技能的同时，也不要忽略结合发展前沿设计一些创新性实验。⑥在高校有许多科研团队，可以邀请专家就其科研领域做一场讲座，引导学生了解多种学术观点、追踪本学科领域最新进展，通过让学生找到兴趣点，查阅文献，设计实验，在实验课程中体验科研的过程，既调动了学生的积极性，又改变

了学生单纯依赖实验讲义做实验的现象，使所学过的知识能融会贯通地应用。

3　规范实验要求，健全考核体系